矿井应急救生舱爆炸冲击波作用下的结构瞬态响应分析及参数化设计

作     者：马立峰 胡文莉 楚志兵 潘海彦 黄志权 韩贺永 

作者机构：太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024 吉林大学超塑性研究所长春130025 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2013年第30卷第2期

页      面：184-189,300-301页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51105264) 教育部博士点基金(2012011036 20111415120003) 山西省优秀青年学术带头人支持计划 江苏省"双创" "333" "226"人才支持计划 

主　　题：矿井救生舱 瓦斯爆炸 压力冲击 瞬态响应分析 结构优化 

摘      要：针对因矿井应急救生舱模拟爆破冲击时分析数据缺乏而严重影响救生舱的开发设计问题,同某企业合作对救生舱进行了结构瞬态响应分析和优化设计,分析了不同压力和作用时间工况下,舱体封头和舱体正面的应力、应变、冲击变形及回弹情况。结果表明:舱体封头受到的应力2.0MPa时变形量过大,所以门板可以设计成骨架的扁箱体结构,以增强该部位的结构强度和刚度;舱体受0.5MPa压力冲击力时只发生弹性变形,随着冲击峰值的变大,变形量急剧增大,塑性变形占主导地位。变形过程在冲击载荷衰减为零后,还要延续一段时间,之后发生一定量的回弹,同时舱体的回弹能力急剧下降。本文在结构数值分析的基础上对舱体结构进行了参数化设计,通过对救生舱结构主要设计参数变化对其抵抗冲击能力的趋势分析可知:在允许范围内,应尽量增加支撑筋骨的高度B1并减少波纹板宽度L2及边部支撑筋骨厚度B2,以增强救生舱抵抗冲击的能力。